Un equipo de investigación de la Universidad de Málaga ha creado un nuevo modelo de prótesis, recubierto de macromoléculas en forma de árbol, más compatible con el organismo y más duradero. Los resultados del ensayo realizado en laboratorio se proponen como un sustituto idóneo de las existentes, ya que se adhieren mejor y son más resistentes.
Los primeros hallazgos en la historia de los implantes provienen del Neolítico, cuando se pretendía dar a los difuntos un mejor aspecto para prepararlos para la otra vida. Los vivos debían esperar a ese momento para recuperar su dentadura completa. Poco a poco se fue imponiendo el uso de huesos, conchas o piedras preciosas que sustituían las piezas dentales tras un accidente o simplemente por el transcurso inexorable del tiempo. Así lo atestiguan restos hallados del México maya.
Implante antiguo.
En Europa, los barberos compraban a los pobres sus propios dientes para implantarlos en las mandíbulas de los ricos. Las continuas infecciones que se producían hizo que comenzaran a utilizar metales nobles como la plata o el oro a los que daban la forma necesaria para tranquilidad de sus clientes, quienes lucían una nueva sonrisa, portadora de su estatus.
Así, en la historia de la implantología han sido muchos los materiales utilizados para intentar sustituir la parte orgánica dañada, desde el acero inoxidable hasta el titanio, el más usado actualmente por ser uno de los más resistentes y biocompatibles. Es decir, es el que menor rechazo produce en el cuerpo humano y el más duradero. Aún así, para que el metal hable el ‘idioma biológico’ debe recubrirse con otros materiales. Los más frecuentes hoy día son cerámicos o de vidrio.
Sin embargo, un equipo de la Universidad de Málaga e IBIMA, experto en el estudio de prótesis con este metal, ha ido más allá de los implantes cerámicos en un artículo publicado en la revista Polymers junto a investigadores del Centro Andaluz de Nanomedicina y Biotecnología-BIONAND, el Instituto Tecnológico de Canarias, la empresa Osteobionix y el Centro de Investigación Biomédica en Red. En él desarrollan una nueva nano-estructura tridimensional en forma de árbol que recubre al titanio y a la que se añaden unas sustancias que sirven de ancla entre el tejido vivo y el metal.
El implante de titanio está recubierto de una nano-estructura tridimensional con forma de árbol y que porta unas sustancias que facilitan la formación de nuevo tejido.
El dendrímero, como se llama este armazón, actúa como puente entre el componente sano y la prótesis haciendo que se produzca la fijación de una manera natural, más estable y con mayor duración que las actuales. Esto se debe a la incorporación en las ramificaciones de este esqueleto de fragmentos de unas proteínas que el cuerpo produce de manera natural, conocidas como fibronectina. Estas moléculas provocan que las células crezcan y proliferen produciéndose una mayor aceptación del elemento externo. “Las integrinas de las células funcionan como garfios perfectos que se acoplan a los fragmentos de fibronectina colocados en la estructura del dendrímero, consiguiendo una integración robusta entre el implante y el organismo”, afirma a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Málaga Leonor Santos, autora del artículo.
Un puente nanométrico
Los expertos observaron las características de los polímeros dendríticos, usados normalmente para el transporte y liberación controlada de fármacos, y plantearon la posibilidad de utilizarlos como armazón para el implante de titanio. Los dendrímeros son macromoléculas que tienen una estructura ramificada. Están basados en polímeros, unas sustancias químicas que permiten una unión robusta al cuerpo debido al tipo de enlace químico que tienen y que los convierten en un grupo estable en condiciones biológicas. Las proteínas, por ejemplo, son polímeros naturales, el nylon es un polímero sintético.
La investigadora de la Universidad de Málaga Leonor Santos, autora del artículo.
De esta manera, cada rama del andamiaje se fija al hueso mediante estos ganchos anclando el implante y favoreciendo que las conexiones ocurran de manera natural integrándose el metal con el tejido vivo. “Estas propiedades únicas hacen que los sistemas dendriméricos sean idóneos para una gran variedad de aplicaciones en la medicina regenerativa”, añade la investigadora.
Así, además de las fibronectinas, podrían incorporarse otras sustancias, como anti-inflamatorios, que favorezcan la recuperación de los tejidos tras la instalación de la prótesis, o antibióticos, con los que se eviten problemas frecuentes en los implantes actuales, como infecciones provocadas por bacterias. Los expertos también lo plantean como una opción viable y aplicable en prótesis de mandíbula completa, de cadera o de rodilla. “Estas últimas tienen una vida útil en la actualidad de unos 10 años. Con esta nueva estructura la duración sería mayor”, concluye la experta.
Microscopía electrónica de células osteoblásticas humanas con los discos de titanio y recubiertas por la estructura 1 y 3 días después del implante.
Este nuevo método supone un paso más en la historia de los implantes. Quizás llegará el día en que los hombres del futuro descubran las necrópolis actuales y se sorprendan de los materiales utilizados en el siglo XXI, como ahora admiramos los utilizados cuando aún no existía la ciencia como tal. Podría ser el comienzo de una nueva era en la que los materiales biónicos se convierten en el propio organismo humano.
Más información en #CienciaDirecta: Desarrollan una estructura 3D con base de titanio que mejora los implantes óseos.
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